光学显微镜样品制备方法(高分子研究方法)
近场光学显微镜的使用技巧与调试方法
近场光学显微镜的使用技巧与调试方法近场光学显微镜（SNOM）是一种基于近场效应的高分辨显微镜，能够实现纳米尺度下的图像采集和表面分析。
本文章将介绍近场光学显微镜的使用技巧与调试方法，希望能为研究人员提供一些帮助。
一、近场光学显微镜的基本原理近场光学显微镜是利用近场效应实现高分辨率成像的一种显微镜。
在SNOM 中，光束通过探测器下方的孔径探针（探头）聚焦到样品表面，形成一个极小的光斑。
样品表面的结构或性质会改变光场的分布情况，这些信息被探针收集并转换成电信号，通过信号处理可以得到高分辨率的图像。
二、近场光学显微镜的使用技巧1. 环境控制：由于近场光学显微镜对环境变化敏感，使用时需确保实验室内的温度、湿度和气流等环境因素的稳定。
特别是对于高分辨率的成像，环境的微小变化可能会对结果产生影响。
2. 探针的选择：探针是近场光学显微镜最关键的部件之一。
在使用时应根据样品的性质和实验要求选择合适的探针，如金属探针、光纤探针等。
另外，探针的制备和处理也需要注意，保证探针的清洁和尖端的光滑度。
3. 样品的准备：样品的制备对于近场光学显微镜的成像结果至关重要。
表面的平整度和洁净度都会影响成像的质量。
在样品准备时应避免产生尘埃或杂质污染，可采用特殊的清洁方法，如超声波洗涤或离子注入。
4. 成像参数的调整：在进行成像前，需要调整一些参数以获得最佳的成像效果。
如探针和样品之间的距离（探测高度）、激光功率、扫描速度等。
这些参数的调整要根据具体的样品特性和要求进行优化，可通过观察成像结果实时调整。
三、近场光学显微镜的调试方法1. 光纤对准：光纤的对准是近场光学显微镜调试的关键步骤之一。
要确保光纤的耦合效率和光束聚焦质量，可通过光功率的最大输出以及成像结果的清晰度来评估调试效果。
2. 探针调试：探针的调试对于获得高质量的近场光学成像至关重要。
可通过调整探针的位置、旋转角度和倾斜角度等来优化探针与样品的接触状态，以获得最佳成像效果。
相差显微镜法观察高分子合金的织态结构
相差显微镜法观察高分子合金的织态结构从传统上说，合金是指金属合金，即在一种金属元素基础上,加入其他元素,组成具有金属特性的新材料。
所谓高分子合金是由两种或两种以上高分子材料构成的复合体系，并非指真正含金属元素的高分子化合物，而是指不同种类的高聚物,通过物理或化学方法共混,以形成具有所需性能的高分子混合物新材料。
在高分子合金中，不同高分子的特性可以得到优化组合，从而显著改进材料的性能，或赋予材料原不具有的性能。
高分子合金制备简易，并且随着组分的改变，可以得到多样化的物理性能。
制备高分子合金的方法主要分化学方法和物理方法两大类。
其中物理方法比较简单，如溶液共混法，即将两种以上高分子溶液混合在一起，然后蒸去溶剂即可以得到混合均匀的高分子合金；熔融共混法，即将两种以上高分子加热到其熔融温度以上，采用机械搅拌的方法让其混合均匀，然后冷却即得到高分子合金。
化学方法主要有共聚、接枝和嵌段等方法；所谓共聚是指在合成过程中引入第二、第三单体，这样聚合得到主链含有不同单体重复单元的聚合物；接枝是指在某一聚合物主链上，采用共价键联接的方法将另一种聚合物的链段键接上去，形成了一种带支链结构的聚合物；嵌段聚合物指两种以上不同聚合物的线性链间有共价键相连而形成的含多组分聚合物。
表1总结了一些高分子合金的制备方法。
与绝大多数金属合金都是互容的均相体系不同的是，大多数高分子合金都是互不相容的非均相体系，而组分的相容性从根本上制约着合金的形态结构，是决定材料性能的关键。
如何改善共混物组分间的相容性，进而进行相态设计和控制，是获得有实用价值的高性能高分子合金材料的一个重要课题。
对合金的织态结构形态、尺寸的研究对制备高性能高分子合金具有重要的意义。
高分子合金织态结构的研究方法主要有电子显微镜法、光学显微镜法、光散射法和中子散射法等。
光学显微镜法最为简单易行和直观，其中相差显微镜(也称相衬显微镜)适合于观察0.5mm以上的相态结构。
1. 目的要求了解相差显微镜的原理和使用方法。
复习思考题及答案1用光学显微镜观察细菌时为什么一般都需要
第四章复习思考题及答案1. 用光学显微镜观察细菌时, 为什么一般都需要先将细菌进行染色？制作细菌染色标本片时，为什么必须先对涂在载玻片上的细菌样品进行固定？固定时应注意什么问题？答：由于细菌细胞小且无色透明, 直接用光学显微镜观察时, 菌体和背景反差很小，难以看清细菌的形态, 更不易识别某些细胞结构, 因此，一般都需要先将细菌进行染色, 借助于颜色的反衬作用, 以提高观察样品不同部位的反差, 能更清楚地进行观察和研究。
此外，某些染色法还可用于鉴别不同类群的细菌, 故细菌的染色是工业微生物学实验中重要的基本技术。
染色前必须先对涂在载玻片上的细菌样品进行固定，固定的作用一是杀死细菌并使菌体粘附于玻片上, 一是增加菌体对染料的亲和力。
一般常用酒精灯火焰加热固定的方法，但应注意防止细胞膨胀和收缩，尽量保持细胞原形。
2. 革兰氏染色法包括哪几个基本步骤？你认为影响革兰氏染色结果正确性的关键环节是什么？答：革兰氏染色法的基本步骤是: 先用初染剂草酸铵结晶紫进行初染, 再用媒染剂碘液媒染,然后用脱色剂乙醇处理, 最后用复染剂石炭酸复红或番红进行复染。
经此法染色后, 若细菌不被酒精脱色，能保持结晶紫与碘的复合物而呈现蓝紫色，则该菌称为革兰氏阳性细菌(G+)；反之，若细菌能被酒精脱色，而被复红或番红复染成红色, 则称之为革兰氏阴性细菌(G-)。
被普遍采用的经Hucker氏改良的革兰氏染色法, 其操作步骤为：制片→初染→媒染→脱色→复染→干燥→观察。
影响革兰氏染色结果正确性的关键环节是用脱色剂乙醇处理, 为了保证革兰氏染色结果的正确性, 必须控制乙醇脱色时间, 尽量采用规范的染色方法。
3. 放线菌、酵母菌和霉菌显微标本片的制作分别可采用哪些方法？各有什么特点？答：放线菌与细菌的单染色一样，可用石炭酸复红或吕氏美兰等染料着色后，在显微镜下观察其形态。
但为了观察放线菌在自然生长状态下的形态特征, 可应用各种培养、制片和观察方法, 其中印片法、插片法和玻璃纸法是三种常用的方法。
光学金相显微技术
光学金相显微技术光学金相显微技术是一种在材料科学和工程中广泛应用的分析方法，它利用光学显微镜观察和分析材料的显微结构和组织特征。
通过该技术，人们可以深入了解材料的晶体结构、晶界、晶体缺陷、相组成等信息，从而对材料的性能和性质进行评估和优化。
光学金相显微技术主要包括样品制备、显微观察和图像分析三个步骤。
首先，对于不同的材料，我们需要选择适当的方法来制备样品。
常见的制备方法包括金相法、腐蚀法、切片法等。
其中，金相法是一种常用的方法，它通过对材料进行精细的研磨和抛光，使其表面得到光洁度较高的状态，从而方便后续的显微观察。
在样品制备完成后，我们就可以利用光学显微镜对样品进行观察了。
光学显微镜是一种使用可见光进行观察的显微镜，它具有高分辨率和高放大倍数的特点。
通过调节光学显微镜的焦距、放大倍数和光源亮度等参数，我们可以得到清晰、细致的样品显微结构图像。
在显微观察的过程中，我们可以使用不同的光学技术来提取样品的信息。
例如，偏光显微镜可以通过观察样品在偏振光下的行为来研究样品的晶体结构和晶体缺陷；差示显微镜可以通过观察样品在不同焦平面上的反射光强度差异来研究样品的相组成和晶粒大小等。
这些技术都能够提供丰富的信息，帮助我们深入了解材料的微观结构和性质。
除了显微观察外，图像分析也是光学金相显微技术的重要环节。
通过对显微图像的数字化处理和分析，我们可以得到更加准确和定量的结果。
常见的图像分析方法包括图像增强、图像滤波、图像分割等。
这些方法可以帮助我们提取图像中的特征信息，并进行图像量化和统计分析，从而得到更加全面和准确的结果。
光学金相显微技术在材料科学和工程中具有广泛的应用。
例如，在金属材料方面，这一技术可以用来观察和分析材料的晶粒大小、晶界分布和晶体缺陷等信息，从而评估材料的力学性能和耐蚀性能。
在陶瓷材料方面，这一技术可以用来观察和分析材料的相组成、孔隙结构和晶体取向等信息，从而评估材料的热导率和电导率等性能。
总的来说，光学金相显微技术是一种非常重要和有效的材料分析方法。
TEM制样方法及详细步骤
由透射电镜的工作原理可知，供透射电镜分析的样品必须对电子束是透明的；此外，所制得的样品还必须可以真实反映所分析材料的某些特征，因此，样品制备在透射电子显微分析技术中占有相当重要的位置，也是一个涉及面很广的题目。
大体上透射电镜样品可分为间接样品和直接样品。
我们下面将对间接样品的制备作简单介绍。
间接样品“复型”可以分为五步来进行：第一步，在拟分析的样品表面滴一滴丙酮，将醋酸纤维素薄膜即A.C.纸覆盖其上，适当按压形成不夹气泡的一级复型；第二步，待上述一级复型干燥后，小心地将其剥离，并将复制面向上平整地固定在玻璃片上；第三步，将固定好复型地玻璃片连同一白瓷片置于真空镀膜室中，以垂直方向喷涂碳，以制备由塑料和碳膜构成地“复合复型”。
白色瓷片表面在喷碳过程中颜色的变化可以表示碳膜的厚度。
第四步，将复合复型上要分析的区域剪为略小于样品台钢网的小方块后，使碳膜面朝里，贴在事先熔在干净玻璃片上的低熔点石蜡层上，石蜡液层冷凝后即把复合膜块固定在玻璃片上。
将该玻璃片放入丙酮液中，复合复型的A.C.纸在丙酮中将逐渐被溶解，同时适当加热以溶解石蜡。
最后，待AC纸和石蜡溶解干净后，碳膜（即二级复型）将漂浮在丙酮液中，将其转移至清洁的丙酮液中清洗后，再转移至盛蒸馏水的器皿中。
此时，由于水的表面力，碳膜会平展地漂浮在水面，用样品铜网将其捞起，干燥后即可置于电镜下观察。
透射电镜的样品制备是一项较复杂的技术，它对能否得到好的ＴＥＭ像或衍射谱是至关重要的．投射电镜是利用样品对如射电子的散射能力的差异而形成衬度的，这要求制备出对电子束”透明”的样品，并要求保持高的分辨率和不失真．电子束穿透固体样品的能力主要取决加速电压，样品的厚度以及物质的原子序数．一般来说，加速电压愈高，原子序数愈低，电子束可穿透的样品厚度就愈大．对于１００～２００ＫＶ的透射电镜，要求样品的厚度为５０～１００ｎｍ，做透射电镜高分辨率，样品厚度要求约１５ｎｍ（越薄越好）．透射电镜样品可分为：粉末样品，薄膜样品，金属试样的表面复型．不同的样品有不同的制备手段，下面分别介绍各种样品的制备．（１）粉末样品因为透射电镜样品的厚度一般要求在１００ｎｍ以下，如果样品厚于１００ｎｍ，则先要用研钵把样品的尺寸磨到１００ｎｍ以下，然后将粉末样品溶解在无水乙醇中，用超声分散的方法将样品尽量分散，然后用支持网捞起即可．（２）薄膜样品绝大多数的ＴＥＭ样品是薄膜样品，薄膜样品可做静态观察，如金相组织；析出相形态；分布，结构及与基体取向关系，错位类型，分布，密度等；也可以做动态原位观察，如相变，形变，位错运动及其相互作用．制备薄膜样品分四个步骤：ａ将样品切成薄片（厚度１００～２００微米），对韧性材料（如金属），用线锯将样品割成小于２００微米的薄片；对脆性材料（如Ｓｉ，ＧａＡｓ，ＮａＣｌ，ＭｇＯ）可以刀将其解理或用金刚石圆盘锯将其切割，或用超薄切片法直接切割．ｂ切割成φ３ｍｍ的圆片用超声钻或ｐｕｎｃｈｅｒ将φ３ｍｍ薄圆片从材料薄片上切下来．ｃ预减薄使用凹坑减薄仪可将薄圆片磨至１０μｍ厚．用研磨机磨（或使用砂纸），可磨至几十μｍ．ｄ终减薄对于导电的样品如金属，采用电解抛光减薄，这方法速度快，没有机械损伤，但可能改变样品表面的电子状态，使用的化学试剂可能对身体有害．对非导电的样品如瓷，采用离子减薄，用离子轰击样品表面，使样品材料溅射出来，以达到减薄的目的．离子减薄要调整电压，角度，选用适合的参数，选得好，减薄速度快．离子减薄会产生热，使样品温度升至１００～３００度，故最好用液氮冷却样品．样品冷却对不耐高温的材料是非常重要的，否则材料会发生相变，样品冷却还可以减少污染和表面损伤．离子减薄是一种普适的减薄方法，可用于瓷，复合物，半导体，合金，界面样品，甚至纤维和粉末样品也可以离子减薄（把他们用树脂拌合后，装入φ３ｍｍ金属管，切片后，再离子减薄）．也可以聚集离子术（ＦＩＢ）对指定区域做离子减薄，但ＦＩＢ很贵．对于软的生物和高分子样品，可用超薄切片方法将样品切成小于１００ｎｍ的薄膜．这种技术的特点是样品不会改变，缺点是会引进形变．（３）金属试样的表面复型即把准备观察的试样的表面形貌（表面显微组织浮凸）用适宜的非晶薄膜复制下来，然后对这个复制膜（叫做复型）进行透射电镜观察与分析．复型适用于金相组织，断口形貌，形变条纹，磨损表面，第二相形态及分布，萃取和结构分析等．制备复型的材料本身必须是”无结构”的，即要求复型材料在高倍成像时也不显示其本身的任何结构细节，这样就不致干扰被复制表面的形貌观察和分析．常用的复型材料有塑料，真空蒸发沉积炭膜（均为非晶态物质）．常用的复型有：ａ塑料一级复型，分辨率为１０～２０ｎｍ；ｂ炭一级复型，分辨率２ｎｍ，ｃ塑料－炭二级复型，分辨率１０～２０ｎｍ；ｄ萃取复型，可以把要分析的粒子从基体中提取出来，这种分析时不会受到基体的干扰．除萃取复型外，其余复型只不过是试样表面的一个复制品，只能提供有关表面形貌的信息，而不能提供部组成相，晶体结构，微区化学成分等本质信息，因而用复型做电子显微分析有很大的局限性，目前，除萃取复型外，其他复型用的很少．TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPE利用电子，一般是利用电子透镜聚焦的电子束，形成放大倍数很高的物体图像的设备。
材料科学与工程基础实验指导书
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实验一
普通光学金相显微镜的构造及使用
一、实验目的 1．了解普通光学显微镜的构造，各主要部件及元件的效用。 2．掌握正确的使用操作规程及维护方法。 二、金相显微镜的原理及使用 1．原理 正常人眼看物体时， 最适宜的距离大约在 250mm 左右， 在这一距离眼睛可以很好地区 分物体的细微部分而不易疲劳，这个距离称为“明视距离” 。物体上的两点要能被眼睛分辨 清楚，必须使它们的像落在人眼视网膜的两个不同的感光细胞上，从眼睛的光心到物体两 端所引的两条直线的夹角叫视角，人眼可分辨清楚的最小视角为 2′∼4′，在 250mm 处能分 辨的最小距离约 0.15∼0.30mm。为了增大视角，就在物体与眼睛间置一放大镜，其放大倍 数为：
M =
250 f
f 为放大镜的焦距，从上式可见，f 愈小、M 愈大，但实际上不可能用焦距很短的放大镜 来观察。透镜的曲率半径太小，眼睛所观察 的范围就更小，且象差愈显著，所以放大镜 一般在 20 倍以下， 若要再提高放大倍数以观 察更细微的物体，就必须用显微镜。 显微镜通过物镜及目镜两次放大而得到 倍数较高的放大像。图 1-1 是它的放大原理 图。 若将试样置于物镜下方的焦点 F1 外少 许，则物镜将试样上被观察的物体（以箭头 所指 WS 表示）放大，而在物镜的上方得到 一个倒立的实像 W1S1， 在设计显微镜时就已 安排好使这个实像刚好落在目镜的焦点 F2 以 内，因而再经过目镜放大后，人眼在目镜上 观察时， 在 250mm 的明视距离处， 看到一个 经再次放大的虚像 W2S2。 所以观察到的像是 经物镜和目镜两次放大的结果。总的放大倍 数 M 应为物镜放大倍数 M 物与目镜放大倍数 M 目的乘积，即：
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5．调整和维护 1）光源的调整 光源的调整包括径向调整与轴向调整，前者的目的是让发光点调到仪器的光学系统的 光轴上；后者主要是让灯丝通过聚光镜后汇聚在孔径光阑上，以得到“平行光照明” 。光源 精确调整好后应达到视野照明最明亮且均匀，视野内无灯丝像。 2）光阑的调整 在金相显微镜的照明系统中常有两个孔径可变的光阑。孔径光阑装在光源聚光透镜之 后，视域光阑装在孔径光阑之后。 （1）孔径光阑 孔径光阑用以控制射向物镜的入射光束的粗细。孔径光阑若开得太大，则入射光过强， 增加了镜筒内部的反射与炫光，降低影像的衬度。缩小孔径光阑可避免上述弊病，且可消 除由透镜边缘引起的球面像差并提高映像的景深。但若孔径光阑缩得太小，光束只通过物 镜的中心部分，使实际的数值孔径减小，使物镜的分辨能力降低。因此，应按观察的要求 适当调节孔径光阑的大小。一般是调到刚好使光线充满物镜的后透镜为宜，此时物镜的分 辨能力最高。有人认为可以将试样调焦后，去掉目镜，观察镜筒内的光斑，以刚好充满镜 筒底部的四分之三为准。一般却是调节到观察时物像最清晰、不产生浮雕，晶界不变形、 不弯曲，光的强弱使人眼舒适为原则。物镜的数值孔径不同，透镜组尺寸也不同，更换物 镜后必须重新调节孔径光阑。 （2）视场光阑 视场光阑用以改变视场大小、减小镜筒内部的反射与炫光以提高映像的衬度而不影响 物镜的分辨能力。视场光阑的调节方法是在显微镜调焦后，缩小视场光阑，在目镜中观察 其像，然后扩大它，使其边缘正好包围整个视物。有时为了观察某一试样的局部细致组织， 也可将视场光阑缩小到刚好包围此局部组织，以收到更好的效果。 总之，孔径光阑与视场光阑，都是为了提高成像质量而加入到光线系统中去的。通过 调节这些光阑可最大限度地利用物镜的鉴别率并得到良好的衬度。 3）维护要点 金相显微镜是精密光学仪器，使用时必须了解其基本原理及操作规程，要认真维护、 保管，细心谨慎使用。 （1）操作显微镜时双手及样品干净，绝不允许把侵蚀剂未干的试样在显微镜下观察， 以免腐蚀物镜。 （2）操作时应精力集中，小心谨慎。接电源时应通过变压器，装卸或调换镜头时必须 放稳后才可松手，不可粗心大意。 （3）调焦距时，应先转动粗调螺丝，使物镜尽量接近试样（目测） ，然后一边从目镜 中观察，一边调节粗调螺丝使物镜慢慢上升直到逐渐看到组织时，再用微调螺丝调至清晰 为止。 （4）显微镜的光学系统部分严禁用手或手帕等去擦，而必须用专用的驼毛刷或镜头纸 轻轻擦试。 （5）使用过程中，若发生故障，应立即报告老师，不得自行拆动。
光学显微镜法
光学显微镜法光学显微镜法是一种广泛应用于材料科学、物理学等领域的显微镜检测方法。
该方法利用透镜系统的成像能力，对样品进行观测和分析，常用于研究材料的微观组织结构和表面形貌。
一、光学显微镜原理1.光路结构光学显微镜主要由目镜、物镜、工作台、照明系统和调焦机构等组成。
样品置于工作台上，透过目镜和物镜的透镜组成像得到放大的图像。
2.放大倍数光学显微镜的放大倍数和物镜、目镜的焦距和屈光度有关。
可以通过更换物镜和目镜来改变显微镜的放大倍数。
3.成像原理当光线从空气或物品流入和退回透镜的表面时，会发生折射。
透镜会使光线聚集，从而形成一个实际的图像。
二、光学显微镜应用范围1.材料科学在材料科学领域，光学显微镜是研究材料组织结构和形貌的主要工具。
可以用于检测各种材料的微观结构、晶体结构、表面形貌等。
2.物理学在物理学中，光学显微镜是研究物质光学性质的重要手段。
可以通过光学显微镜观察样品在光学场中的行为，如折射、反射和光谱等。
3.生命科学在生命科学研究中，光学显微镜常用于显微解剖和细胞结构研究，例如观察细胞形态、器官结构和分布。
三、光学显微镜的特点1.放大倍数高：光学显微镜可以使用多种不同的物镜和目镜，从而实现不同的放大倍数。
可以放大细微结构，使其变得更加可见。
2.分辨率高：光学显微镜可以通过透镜组将光线聚集到样品上，从而使结构变得更加清晰明了。
有时可以分辨出直径为几百个纳米的微粒。
3.样品易于制备：相对于其他图片获取技术，光学显微镜所需要的样品制备技术较为简单，普及率也更高。
四、光学显微镜的发展1.数字显微镜：数字显微镜是利用数码相机或CMOS传感器的原理，将显微镜成像的图像数字化，从而实现数字化成像，方便图像处理和存储。
2.原子力显微镜：原子力显微镜可以更好地观察样品的表面细节和形貌，可以观察到尺寸微小的样品、薄膜和生物分子等。
3.荧光显微镜：荧光显微镜可以通过荧光探针来标记分子，从而使它们在显微镜下更加容易观察。
sem生物样品制备步骤
sem生物样品制备步骤
SEM（扫描电子显微镜）是一种高分辨率的显微镜，常用于观察生物样品的微观结构。
生物样品制备是SEM观察的关键步骤之一，以下是一般的生物样品制备步骤：
1. 固定样品，首先，生物样品需要被固定以保持其原始结构。
常用的固定剂包括乙醛、戊二醛或glutaraldehyde等。
固定样品的方法可以根据具体的样品类型而有所不同。
2. 脱水，固定后的样品需要被脱水以去除水分，通常使用酒精逐渐替代水分。
这个过程需要逐渐提高酒精浓度，最终将样品置于无水酒精中。
3. 干燥，脱水后的样品需要被干燥以去除残留的溶剂。
常用的干燥方法包括自然干燥、临界点干燥或者冻干等。
4. 样品制备，干燥后的样品需要被切割、切片或者表面处理以展示所需的结构。
这可能涉及到金属喷镀以增加导电性，或者使用特殊的切割技术。
以上是一般的SEM生物样品制备步骤，不同类型的生物样品可能需要特定的处理步骤。
在进行SEM观察之前，样品制备的质量对于最终观察结果至关重要。
希望这些信息能够帮助到你。
高分子物理实验-结晶聚合物的结晶熔融行为
第二部分
偏光显微镜观察聚合物结晶形态
指导教师：张萍 程俊梅 实 验 室： 高分子学院3-319 课 时：3学时
引言
聚合物结晶后其光学性能会发生各向异性 变化，因而可用偏光显微镜观察较大尺寸晶体 的结晶形态。由于结晶聚合物材料的实际使用 性能与材料内部的结晶形态、晶体大小密切相 关，所以对聚合物结晶形态的研究具有重要的 理论和实际意义。
二、实验原理
双折射现象
双折射（double refraction）：
光束在非晶体光轴方向上入射时， 入射光分解为两束光而沿不同方 向折射的现象。它们为振动方向 互相垂直的线偏振光。
二、实验原理
平面/线偏振光（polarized light）
光是一种电磁波，电磁波是横波； 振动面：光波前进方向和振动方向构成的平面； 自然光：振动面在各个方向上均匀分布的光。 平面/线偏振光：振动面只限于某一固定方向的光。
即仪器常数K的标定
ΔH=KA
热量标定：
K—仪器常数，
K= ΔH标/ΔH测。
（K等于标准物的标准熔融
热ΔH标与测得的标准物
熔融热ΔH测之比）
DSC实验影响因素
仪器影响因素 实验影响因素
样品因素
气氛的影响
升温速率的影响 试样量的影响 试样的粒度的影响 装填方式的影响
实验步骤
制样
开机
打印 结果
数据 处理
四、实验要求
1. 预习报告
认真预习偏光显微镜工作原理；黑十字及消光环的 成因；制样方法。
2．实验步骤：
放置载玻片，接通制样台电源，压片法制样，样品冷却； 调节显微镜，观察样品结晶形态，切断电源。
3．注意事项
样品尺寸：为绿豆粒大小即可； 如果是粉料，取放时应防止其撒开，导致样 品中有气泡。
研究晶体缺陷的实验方法与注意事项
研究晶体缺陷的实验方法与注意事项晶体是由原子、离子或分子排列有序而成的固体，具有高度的结晶性和周期性。
然而，实际上完美的晶体是非常罕见的，大部分晶体都存在着各种缺陷。
研究晶体缺陷的实验方法具有重要的科学价值和应用前景。
在进行这方面的研究时，需要注意一些实验方法和操作事项。
本文将介绍研究晶体缺陷的实验方法以及注意事项。
一、传统实验方法1. 光学显微镜光学显微镜是研究晶体缺陷最常用的实验工具之一。
通过显微镜的放大功能，可以观察到晶体表面和断口的缺陷结构，如位错、孪晶和晶界。
通过对晶体缺陷结构的观察和分析，可以了解晶体缺陷形成的机理和影响因素。
2. 透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜是一种高分辨率的显微镜技术，可以用于观察晶体内部的缺陷。
通过透射电子显微镜的高分辨率图像，可以观察到晶体内部的原子排列，进而分析晶体的缺陷类型和密度。
3. X射线衍射（XRD）X射线衍射是一种常用的实验方法，可以通过对X射线的散射模式来确定晶体的结构和晶格缺陷。
通过分析衍射图谱，可以得到晶体的晶格参数、晶体质量和晶体缺陷的分布情况。
二、先进实验方法1. 扫描探针显微镜（SPM）扫描探针显微镜是近年来发展起来的一种表面形貌和物性研究的重要工具。
通过扫描探针显微镜，可以在原子尺度上观察到晶体表面的缺陷结构和缺陷密度，如单个位错和点缺陷。
此外，扫描探针显微镜还可以进行缺陷的操作和操控，有助于研究晶体缺陷的纳米尺度特性。
2. 电子自旋共振（ESR）电子自旋共振是一种研究晶体缺陷的电子磁共振技术。
通过对晶体中未成对电子的激发和自旋翻转行为进行研究，可以分析晶体缺陷的类型和数量。
电子自旋共振技术对于研究晶体中的缺陷态、离子掺杂和辐射损伤等方面具有重要意义。
三、实验操作注意事项1. 实验环境控制在进行晶体缺陷研究实验时，需要严格控制实验环境。
温度、湿度和气氛对晶体缺陷的形成和演化有着重要影响。
确保实验环境的稳定和一致性，有助于获得可重复且可靠的实验结果。
高分辨透射电镜(HRTEM)粉末样品制备方法
高分辨透射电镜（HRTEM）粉末样品制备方法电子显微镜（Transmission electron microscope，缩写TEM），简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。
散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像。
通常，透射电子显微镜的分辨率为0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍，用于观察超微结构，即小于0.2微米、光学显微镜下无法看清的结构，又称“亚显微结构”。
在实际操作TEM之前，要求所测试样必须满足一定的条件，针对不同类型的试样有不同的制取方法。
样品要求：1．粉末样品基本要求（1）单颗粉末尺寸最好小于1μm；（2）无磁性；（3）以无机成分为主，否则会造成电镜严重的污染，高压跳掉，甚至击坏高压枪；2．块状样品基本要求（1）需要电解减薄或离子减薄，获得几十纳米的薄区才能观察；（2）如晶粒尺寸小于1μm，也可用破碎等机械方法制成粉末来观察；（3）无磁性；（4）块状样品制备复杂、耗时长、工序多、需要由经验的老师指导或制备；样品的制备好坏直接影响到后面电镜的观察和分析。
所以块状样品制备之前，最好与TEM的老师进行沟通和请教，或交由老师制备。
送样品前的准备工作1．目的要明确：（1）做什么内容（如确定纳米棒的生长方向，特定观察分析某个晶面的缺陷，相结构分析，主相与第二相的取向关系，界面晶格匹配等等）；（2）希望能解决什么问题；2．样品通过X-Ray粉末衍射（XRD）测试、并确定结构后，再决定是否做HRTEM；这样即可节省时间，又能在XRD的基础上获得更多的微观结构信息。
3．做HRTEM前，请带上XRD数据及其他实验结果，与HRTEM老师进行必要的沟通，以判断能否达到目的；同时HRTEM老师还会根据您的其他实验数据，向您提供好的建议，这样不但能满足您的要求，甚至使测试内容做得更深，提高论文的档次。
3．粉末样品的制备1．选择高质量的微栅网（直径3mm），这是关系到能否拍摄出高质量高分辨电镜照片的第一步；（注：高质量的微栅网目前本实验室还不能制备，是外购的，价格20元/只；普通碳膜铜网免费提供使用。
2020年(生物科技行业)第二章细胞生物学研究方法
（生物科技行业）第二章细胞生物学研究方法第二章细胞生物学研究方法(theresearchmethodinthecellbiology)教学目的1、了解主要工具和常用方法，侧重掌握基本原理和基本应用；2、认识工具和方法和学科发展的相关性。
教学内容本章从以下5个方面介绍了细胞生物学的研究方法:1．显微成像技术2．细胞化学技术3．细胞分选技术4．细胞工程技术5．分离技术6．分子生物学方法计划学时及安排本章计划3学时。
教学重点和难点生命科学是实验科学，它的很多成果都是通过实验才得以发现和发展的。
许多细胞生物学的重要进展以及新概念的形成,往往来自新技术的应用。
因此,方法上的突破,对于理论和应用上的发展具有巨大的推动作用，这是学习本章应确立的基本思想。
1．显微成像包括直接成像和间接成像。
显微技术是细胞生物学最基本的研究技术,包括光学显微技术和电子显微技术。
在光学显微技术中要掌握几种常用显微镜成像的基本原理,包括普通双筒显微镜、荧光显微镜、相差显微镜、暗视野显微镜、倒置显微镜。
电子显微镜是研究亚显微结构的主要工具,透射和扫描电镜的是俩类主要的电子显微镜,对其基本结构、工作原理和样品制备方法则是学习的重点。
2．细胞化学技术介绍了酶细胞化学技术、免疫细胞化学技术、细胞分选技术,其中流式细胞分选技术是细胞生物学和现代生物技术中的重要技术,应重点掌握。
3．细胞工程技术是细胞生物学和遗传学的交叉领域，主要利用细胞生物学的原理和方法，结合工程学的技术手段，按照人们预先的设计，有计划地改变或创造细胞遗传性的技术。
包括体外大量培养和繁殖细胞，或获得细胞产品、或利用细胞体本身。
主要内容包括：细胞融合、细胞生物反应器、染色体转移、细胞器移植、基因转移、细胞及组织培养。
4．分离技术是壹大类技术的总称，包括细胞组分的分离和生物大分子的分离,应掌握各种分离技术的原理和用途。
本章对分子生物学方法作了简要介绍,为今后的学习奠定基础。
简言之，本章教学重点是仪器方法的基本原理和基本应用；教学难点是电镜制样及分子杂交技术。
高分子研究方法-AFM-1
电流检测与反馈系统
研
究 方
系统组成
法
扫描隧道显微镜 (STM)
探针扫描系统
王
东
高
分
子
研
究 方
系统组成
法
扫描隧道显微镜 (STM)
探针扫描系统
东
王
高
分
铂铱合金金；钨
子
研
究 方
系统组成
法
扫描隧道显微镜 (STM)
王
东
恒高高 (反馈系统 不工工作)
高
分
恒电流
子
研
电流检测与反 馈系统
究 方
系统组成
法
扫描隧道显微镜 (STM)
电子子波越过势垒的能力力与势垒厚度的关系
王
东
高
分
子
研
究 方
原理与结构
法
扫描隧道显微镜 (STM)
高
分
子
I 隧道电流
研
量子子隧道效应
东
王
究 方
U 针尖与样品间电压 d 针尖与样品间距离 k 和 K 为常数
原理与结构
法
扫描隧道显微镜 (STM)
王
压电效应与压电陶瓷：某些 晶体(如石石英或钛酸钡)在其 两端施加电压时有伸长或收 缩特性，并且伸长或收缩的 程度与所加电压成比比例关系。 压电陶瓷能将1mV —1000V 的电压信号转换成十〸十几几分之 一一纳米米到几几微米米的位移。 锆钛酸铅 PZT
法
显微术发展历史
极高高分辨率：xy 0.1nm；z 0.01 nm
扫描速度： 针尖锐度
样品表面面粗糙度
王
东
高
分
实时高高分辨三维图像 单个原子子层的局部表面面结构 操作环境多样：真空、大大气气；低、室、高高温；溶液 设备简单、体积小小、价格便宜，日日常维护与运行行 费用用低 对样品无无特殊要求，制样容易
激光共聚焦样品制备步骤
激光共聚焦样品制备步骤激光共聚焦显微镜（Laser Scanning Confocal Microscopy，简称LSM）是一种高分辨率的光学显微技术，广泛应用于细胞和组织的研究领域。
在进行激光共聚焦样品制备之前，需要确保实验环境干净整洁，仪器设备正常运行。
下面是激光共聚焦样品制备的一般步骤。
1.样品准备：选择合适的细胞或组织样品。
可以使用活体细胞、培养细胞、切片等多种样品。
样品应该具备较好的生物活性和显微结构。
2.样品固定：为了保持样品的形态和结构，需要进行样品的固定处理。
根据不同的样品类型和研究目的，可以选择适合的固定方法，如甲醛、乙醇、冰醋酸、戊醛等。
3.渗透处理：有些样品在固定后会出现浸泡不透的情况，需要进行渗透处理，使固定液更好地渗透进入样品中。
常用的渗透处理方法有冷冻冰醋酸渗透、冷冻减压渗透、甘油渗透等。
4.包埋：将处理好的样品包埋到透明的固定剂中，以保持形态和结构。
常用的包埋材料有琼脂糖、明胶、聚乙二醇、树脂等。
包埋时要注意使样品均匀分布在包埋剂中，以免出现偏移或扭曲。
5.切片：将包埋好的样品切割成适当的厚度，通常为几十微米至几百微米。
切片的方法有冰刀切片、冷冻切片、石蜡切片等。
切片时需保持样品的完整性和结构。
6.平片处理：将切好的样品平片放在载玻片上，用适当的方法将其固定在玻片上。
常用的固定方法有热熔、冷冻、电荷吸附等。
固定后要确保样品牢固地固定在玻片上并保持平坦。
7.染色：根据需要，可以对样品进行染色增强显微镜观察的效果。
常用的染色方法有荧光染色、荧光蛋白标记、核酸染色等。
8.抗体处理：对于需要检测其中一种特定蛋白质的样品，可以使用特异性抗体进行处理，以增强该蛋白质的信号。
9.清洗：处理完样品后，要对样品进行适当的清洗，去除余留的固定剂、染色剂等。
10.封片：将处理好的样品加入封片介质，如卡宾胶、密封剂等，以减少光透射损失和防止样品变干。
11.显微镜观察：将制备好的样品放入激光共聚焦显微镜中，调整焦距和曝光时间，进行观察和拍摄。
普通光学金相显微镜的构造和使用与金相制备的一般方法
普通光学金相显微镜的构造和使用与金相制备的一般方法班级：材科106 姓名：谢春琦学号：41030427实验目的1、了解普通光学显微镜的构造，各主要部件及元件的效用2、掌握正确的使用操作规程及维护方法3、掌握金相样品制备的一般方法（机械抛光和化学浸蚀）4、了解金相样品制备的其他方法实验内容1、认真观察和识别实验用金相显微镜的外形结构；各类元件和部件的效用和外貌特征和标志。
2、练习显微镜的操作规程。
3、金相样品制备：试样的截取与磨平（包括细薄样品的镶嵌）、样品的磨光与抛光、样品组织的显露、纤维组织的观察与记录等。
实验设备及材料1、金相显微镜一台2、碳钢试样一块3、金相砂纸一套、玻璃板一块4、抛光机及抛光液5、浸蚀剂、酒精、玻璃器皿、竹夹子、脱脂棉、滤纸等实验过程1、认真观察和识别实验用金相显微镜的外形结构；各类元件和部件的效用和外貌特征和标志。
2、练习显微镜的操作规程。
正确选用物镜和目镜的匹配、光阑的调节、放大倍数的计算、目镜测微尺的使用、调焦操作、维护要点。
垂直照明器的选用、滤色片的使用、暗场的使用等。
3、金相样品制备：试样的截取与磨平（包括细薄样品的镶嵌）、样品的磨光与抛光、样品组织的显露、纤维组织的观察与记录等。
本次实验的重点是掌握金相样品制备的一般方法——机械抛光和化学侵蚀，因而省略了试样的截取与磨平过程，同时各步的实验方法仅取若干不同种类之一。
（1）样品的抛光领取已截取并磨平的碳钢试样一块，用一套金相砂纸在玻璃板上先粗后细逐号磨光。
注意每换上一号细一些的砂纸时，应将样品和手冲洗干净，并将下垫的玻璃板擦干净，以防粗砂粒掉入细砂纸上。
同时将磨光方向转换90度，以便于观察原磨痕的消除情况。
在往复移动样品时应均匀用力，用力也不宜过大。
使用细一号砂纸时应完全磨去前一号砂纸遗留下来的痕迹。
（2）样品的抛光磨光后的样品表面仍留有细的砂纸磨痕，还不能有效地观察浸蚀后的组织，因此必须将砂纸磨痕完全抛去，使表面达到光亮如镜的光洁度，才能满足显微观察的要求。
普通光学金相显微镜的构造及使用
实验一普通光学金相显微镜的构造及使用实验二金相样品制备的一般方法一、实验目的：1、了解普通光学显微镜的构造，各主要部件及元件的效用。
2、掌握正确的使用操作规程及维护方法。
3、掌握金相样品制备的一般方法（机械抛光和化学浸蚀）。
4、了解金相样品制备的其他方法。
二、实验原理正常人眼看物体时，最适宜的距离大约在250mm左右，这个距离称为“明视距离”，此时能分辨的最小距离约为0.15~0.30mm。
显微镜通过物镜及目镜两次放大而得到倍数较高的放大像，下图为它的放大原理图。
显微镜的基本构造：光学系统、照明系统、机械系统。
显微镜二级放大原理 ：放大倍数为显微组织的显示（浸蚀）----原理：1）单相合金的浸蚀单相合金（包括纯金属）的组织是由不同晶粒组成的。
各个晶粒的位向不同，存在着晶粒间界。
一般晶界处的电极电位和晶粒内的不同，而且具有较大的化学不稳定性。
因此在和化学试剂作用时，溶解得比较快，不同位向的晶粒，溶解程度也不同。
在晶界处凹下去，光线被反射向斜方向而不进入目镜，呈现黑色。
晶粒内也因表面倾斜程度不同有深浅不同。
2）二相合金的浸蚀二相合金的浸蚀是由于化学成分不同、结构不同、因而电化学性质不同、电极电位也不同的相组成了微电池，具有较高负电位的相成为阳极，溶解得快，逐渐凹下去；具有较高正电位的相则成为阴极，一般不易溶解，基本上保持原有平面（凸出，光亮色）。
作为阳极的相如果表面（凹下去）本身又不平滑，则在显微镜下呈现暗黑色。
三、 实验内容、步骤及设备内容：1、认真观察和识别实验用金像显微镜的外形结构；各类元件和部件的效用和外貌特征和标志。
2、练习显微镜的操作规程。
正确选用物镜和目镜的匹配。
光阑的调节、放大倍数的计算、目镜测微尺的使用、调焦的操作、维护的要点。
垂直照明器的选用、滤色片的选用、暗场的使用等。
3、参观其他类型的显微镜。
4、观察和识别实验用显微镜的外形结构；各类元件和部件的效用和外貌特征和标志。
5、练习显微镜的操作规程。
光学显微镜样品制备技术研究
光学显微镜样品制备技术研究光学显微镜作为分子生物学、材料科学、医学等领域的重要分析工具，具有高分辨率、无位移、无覆盖物等优点。
然而，在观察样本时，样品制备技术的好坏直接影响到观察效果。
因此，本文将探讨光学显微镜样品制备技术的研究现状和未来发展趋势。
一、样品制备技术的现有问题1、缺乏标准化方法目前，光学显微镜样品制备技术的标准化程度较低，不同实验室或研究单位使用的样品制备方法差异较大，而且不同领域、不同研究课题需要的样品种类也各不相同，这就为统一标准的制备方法带来了困难。
2、样品处理难度大对于一些脆弱的样品，如生物样品和纳米颗粒等，其制备过程需要非常小心谨慎，否则会引起样品损伤、变形等问题。
此外，超薄切片的制备以及细胞染色等过程也存在一定难度。
3、制备成本高某些特殊的样品制备需要使用到高端仪器设备，如离心机、离子切割机等，这些设备需要较高的资金投入，加上制备过程需要时间和精力的投入，样品制备成本较高。
二、样品制备技术的研究进展在前述问题的基础上，目前有一些新的样品制备技术不断涌现，下面列举几个重点进行介绍。
1、离子切割技术离子切割技术是指在对薄片进行切割时采用高能离子束照射的方法。
这种方法的优点在于，切割过程不会引起热力变形，而且切割精度较高。
同时，离子切割技术可以制备出多层三维结构的样品，对于一些材料重构的研究非常有帮助。
2、冷冻切片技术冷冻切片技术是在低温下进行样品制备的一种方法。
样品会在-130℃以下的低温下进行冷冻，之后进行的样品切片会比较均匀，切片过程对大分子结构的破坏较小，比较适合用于生物大分子的观测。
3、低压扫描电镜技术低压扫描电镜技术是在低压下进行电子显微镜观测的方法。
这种方法可以将样品表面的电荷和电场反应显现出来，对于表面形貌研究等领域有广泛的应用。
4、多尺度成像技术多尺度成像技术是指将多个不同分辨率的成像技术进行结合，然后获得更加准确的图像数据。
这种方法被广泛应用于生命科学、材料科学等领域，可以更加全面地观察样品的特征。
光学显微镜试样要求
光学显微镜试样要求光学显微镜是一种常见且广泛应用的显微镜，用于观察和研究物体的微观结构。
在使用光学显微镜之前，对试样的要求是非常重要的，因为试样的质量和准备将直接影响观察的质量和结果。
下面将详细介绍光学显微镜试样的要求。
1. 干净和透明：试样应该是干净的，没有污渍、油脂或其他杂质。
同时，试样应该是透明的，以便光线可以透过样品，使观察者能够清晰地看到样品的细节和结构。
如果样品有杂质或污渍，可以使用适当的清洁方法（如溶剂清洗）进行清洁。
2. 薄而均匀：试样应该是足够薄，以便光线可以穿透并透明地通过样品。
通常，较薄的试样可以提供更好的焦距和图像清晰度。
另外，试样的厚度应均匀，以确保观察到的图像不会出现变形或失真。
3. 适当大小：试样的大小应适合显微镜的视场。
如果试样过大，可能无法在视场内完全观察到，而如果试样过小，可能会导致观察到的图像细节不够清晰。
因此，根据显微镜的特定规格和目的，选择适当大小的试样进行观察。
4. 适当的制备方法：试样的制备方法取决于所研究的样品类型。
不同类型的样品（如生物组织、金属样品或晶体样品）可能需要不同的制备方法，例如切片、研磨、抛光或染色等。
制备方法的选择应根据样品的特性和所需的观察结果进行。
5. 适当的标记和定位：对于多个试样或需要观察特定区域的样品，适当的标记和定位是必要的。
这可以通过在试样上添加标记物、使用特定的显微镜台或显微镜阶段来实现。
标记和定位能够帮助观察者准确地定位和识别感兴趣的区域，提供更准确和有针对性的观察。
6. 防止样品伪像：一些样品可能会产生伪像，干扰观察结果。
例如，透明样品可能会产生干涉或衍射效应，导致观察到的图像失真。
在这种情况下，可以采取适当的措施，如使用偏光器或改变光源的角度，以减少或消除伪像的影响。
总之，光学显微镜试样的要求包括干净和透明的样品、适当的厚度和大小、适当的制备方法、适当的标记和定位，以及防止样品伪像。
通过满足这些要求，可以获得清晰、准确和可靠的显微镜观察结果，进一步促进科学研究和微观结构分析的进展。